CN212211469U - 微波感应式单火开关面板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波感应式单火开关面板，包括火线连接端、灯具连接端、灯具开关电路、微波感应控制电路以及单火线电源驱动电路；所述火线连接端用于与传统开关中的火线连接，所述灯具连接端用于与传统开关中的灯具的火线接入端连接；所述灯具开关电路连接于所述火线连接端和所述灯具连接端之间，受控于所述微波感应控制电路；所述微波感应控制电路用于感应环境亮度以及移动物体，并根据感应信号对所述灯具开关电路进行开关控制以实现所述灯具的开关；所述单火线电源驱动电路连接于所述火线连接端和所述灯具连接端之间，用于给所述灯具开关电路、微波感应控制电路供电，本实用新型通过单火线取电，无需另外布设零线，使用更便捷更稳定。

Description

微波感应式单火开关面板

技术领域

本实用新型涉及智能家居产品领域，尤其涉及一种微波感应式单火开关面板。

背景技术

目前市场上的智能开关多半是零火开关，但大部分中国家庭的灯光开关处只有一根火线，并没有预留零线，所以如果想实现灯光开关无线操控，必须通过穿墙凿洞的重施工拉一根零线。没有哪个用户会只为能用手机控制灯而费劲千辛万苦去砸墙扯线。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种微波感应式单火开关面板。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种微波感应式单火开关面板，包括火线连接端、灯具连接端、灯具开关电路、微波感应控制电路以及单火线电源驱动电路；

所述火线连接端用于与传统开关中的火线连接，所述灯具连接端用于与传统开关中的灯具的火线接入端连接；所述灯具开关电路连接于所述火线连接端和所述灯具连接端之间，受控于所述微波感应控制电路；所述微波感应控制电路用于感应环境亮度以及移动物体，并根据感应信号对所述灯具开关电路进行开关控制以实现所述灯具的开关；所述单火线电源驱动电路连接于所述火线连接端和所述灯具连接端之间，用于给所述灯具开关电路、微波感应控制电路供电。

优选地，所述灯具开关电路包括可控硅、可控硅稳压电路、光耦、三极管，所述三极管的控制端连接微波感应控制电路，所述三极管与光耦的发光器串联后共同接入所述单火线电源驱动电路的第一输出电源，所述可控硅连接于所述火线连接端、所述灯具连接端之间，所述可控硅的控制极经由所述可控硅稳压电路、光耦的受光器连接所述灯具连接端。

优选地，所述可控硅稳压电路包括两个稳压二极管，两个稳压二极管的正极连接在一起，两个稳压二极管的负极分别连接所述可控硅的控制极和所述光耦的受光器。

优选地，所述单火线电源驱动电路包括整流桥和开关降压电路，整流桥的正输入端连接所述火线连接端，整流桥的负输入端连接所述灯具连接端，所述开关降压电路的输入端连接所述整流桥的正输出端，所述开关降压电路的公共地连接所述整流桥的负输出端，所述开关降压电路的输出端输出所述第一输出电源；

所述可控硅的导通角被设定为部分导通，可控硅不导通时，所述灯具连接端的电压全部输入到所述整流桥；可控硅导通时，所述灯具连接端的电压部分输入所述可控硅、剩余部分输入到所述整流桥。

优选地，所述整流桥的两个输出端之间还连接有滤波电容。

优选地，所述单火线电源驱动电路包括整流桥和开关降压电路，所述灯具连接端连接所述开关降压电路的输入端，所述开关降压电路的公共地连接整流桥的负输出端，所述整流桥的正输入端连接所述火线连接端，所述整流桥的负输入端连接至所述可控硅稳压电路与光耦之间，所述整流桥的两个输出端之间连接整流稳压电路，所述开关降压电路的输出端经由一个单向电路后与所述整流稳压电路的输出端经由一个单向电路后共接并输出所述第一输出电源；

所述可控硅的导通角被设定为全导通，可控硅不导通时，所述灯具连接端的电压全部输入到所述开关降压电路；可控硅导通时，所述灯具连接端的电压全部输入所述可控硅。

优选地，所述灯具连接端经由一个整流二极管后连接所述开关降压电路的输入端，所述开关降压电路的输入端和公共地之间还连接有滤波电容；

所述整流稳压电路包括稳压二极管，所述整流桥的正输出端经由电阻连接所述稳压二极管的负极，所述稳压二极管的正极连接所述整流桥的负输出端，所述稳压二极管还并联有滤波电容。

优选地，所述微波感应控制电路包括用于感应环境亮度的照度传感器、用于感应移动物体的微波传感器以及用于根据所述照度传感器、微波传感器的感应信号对所述灯具开关电路进行开关控制的控制电路，所述照度传感器、微波传感器分别连接所述控制电路。

优选地，所述单火线电源驱动电路还包括用于将第一输出电源进行降压后输出第二输出电源给所述微波传感器的低功耗电源电路，所述低功耗电源电路的输入端接入所述第一输出电源，所述低功耗电源电路的输出端输出第二输出电源。

优选地，所述微波传感器包括振荡器、收发一体天线、接收器、混频器、滤波器、中频放大电路，所述振荡器、收发一体天线、接收器、混频器、滤波器、中频放大电路依次连接，且所述振荡器还连接所述混频器。

本实用新型的微波感应式单火开关面板，具有以下有益效果：本实用新型的开关面板可以直接在将传统面板拆卸后直接安装上去，只需将面板中的火线连接端与传统开关中的火线连接、面板中的灯具连接端与传统开关中的灯具的火线接入端连接，即可投入使用，该开关面板可以感应环境亮度以及移动物体，并根据感应信号对所述灯具开关电路进行开关控制以实现所述灯具的开关，由于本实用新型通过单火线取电，无需另外布设零线，在原有的开关处即可实现家里灯光的智能化控制，有效节约成本和时间，非常实用，使用更便捷更稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本实用新型微波感应式单火开关面板的接线方式的示意图；

图2是本实用新型微波感应式单火开关面板的原理框图；

图3是中频放大电路的电路图；

图4是控制电路的电路图；

图5是单火线电源驱动电路的一种实施方式的电路图；

图6是单火线电源驱动电路的另一种实施方式的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

需要说明的是，本文所述“相连”或“连接”，不仅仅包括将两个实体直接相连，也包括通过具有有益改善效果的其他实体间接相连。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

本实施例微波感应式单火开关面板可以直接替换掉传统的开关面板，其接线方式参考图1，灯具连接在火线L和零线N之间，灯具与火线L的连接端即为火线接入端L’，灯具与零线N的连接端即为零线接入端N’，本实用新型的开关面板包括火线连接端J1、灯具连接端J2，安装时，只需将火线连接端J1与传统开关中的火线L连接，灯具连接端J2与传统开关中的灯具的火线接入端L’连接即可。

参考图2，本实用新型的微波感应式单火开关面板还包括灯具开关电路2、微波感应控制电路101以及单火线电源驱动电路3。所述灯具开关电路2连接于所述火线连接端J1和所述灯具连接端J2之间，受控于所述微波感应控制电路101；所述微波感应控制电路101用于感应环境亮度以及移动物体，并根据感应信号对所述灯具开关电路2进行开关控制以实现所述灯具的开关；所述单火线电源驱动电路3连接于所述火线连接端J1和所述灯具连接端J2之间，用于给所述灯具开关电路2、微波感应控制电路101供电。

参考图2，所述微波感应控制电路101包括控制电路10以及与控制电路10分别连接的照度传感器12、微波传感器11。照度传感器12用于感应环境亮度，微波传感器11用于感应移动物体，控制电路10用于根据所述照度传感器12、微波传感器11的感应信号对所述灯具开关电路2进行开关控制，比如控制电路10在微波传感器11检测到有人进入的感应信号且照度传感器12检测到的亮度低于阈值时，控制灯具开关电路2打开灯具。再比如控制电路10在微波传感器11检测到人离开的感应信号时，控制灯具开关电路2关闭灯具。

例如，所述微波传感器11可以是包括振荡器111、收发一体天线112、接收器113、混频器114、滤波器115、中频放大电路116，所述振荡器111、收发一体天线112、接收器113、混频器114、滤波器115、中频放大电路116依次连接，且所述振荡器111还连接所述混频器114。振荡器111产生振荡信号，振荡信号通过天线112发射出去，碰到物体后会反射回来被天线112接收，送往接收器113，混频器114将接收器113和振荡器111的信号进行混频产中频信号，经滤波器115滤波后送往中频放大电路116进行放大处理。参考图3，本实施例中，中频放大电路116采用的是三级放大。参考图4，中频放大电路116的信号送往控制电路10，控制电路10输出信号RELAY控制灯具开关电路2。

参考图5，在一个实施例中，所述灯具开关电路2包括可控硅Q4、可控硅稳压电路、光耦U4、三极管Q3。所述三极管Q3与光耦U4的发光器串联后共同接入所述单火线电源驱动电路3的第一输出电源，具体来说，第一输出电源是5V电源，光耦U4的发光器是一个发光二极管，发光二极管的正极经由电阻R22连接5V电源的正，发光二极管的负极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极连接5V电源的负，三极管Q3的基极接收图4中芯片U1发出的RELAY信号。所述可控硅Q4连接于所述火线连接端J1、所述灯具连接端J2之间，为实现过流保护，灯具连接端J2前面连接有保险丝F1,为防浪涌，可控硅Q4并联了压敏电阻RV1。所述可控硅Q4的控制极经由所述可控硅稳压电路、光耦U4的受光器、电阻R21连接所述灯具连接端J2，具体来说，所述可控硅稳压电路包括两个稳压二极管ZD1、ZD2，两个稳压二极管ZD1、ZD2的正极连接在一起，稳压二极管ZD1的负极连接所述可控硅Q4的控制极，稳压二极管ZD2的负极连接所述光耦U4的受光器。

其中，所述单火线电源驱动电路3包括整流桥BD1和开关降压电路31，开关降压电路31是由降压芯片U3、电阻R24、电容CP3、电感L1、二极管D2、滤波电容CP2、二极管D1组成。整流桥BD1的正输入端连接所述火线连接端J1，整流桥BD1的负输入端经由电阻R23、保险丝F1连接所述灯具连接端J2，所述整流桥BD1的两个输出端之间还连接有滤波电容CP1，所述开关降压电路31的芯片U3的输入端连接所述整流桥BD1的正输出端，所述开关降压电路31的公共地连接所述整流桥BD1的负输出端，所述开关降压电路31的输出端输出所述第一输出电源，输出5V电源。

本实施例中的所述可控硅Q4的导通角被设定为部分导通，可控硅Q4不导通时，所述灯具连接端J2的电压全部输入到所述整流桥BD1；可控硅Q4导通时，所述灯具连接端J2的电压部分输入所述可控硅Q4、剩余部分输入到所述整流桥BD1。

优选地，所述单火线电源驱动电路3还包括芯片PU2等构成的低功耗电源电路32，用于将第一输出电源进行降压后输出第二输出电源给所述微波传感器。芯片PU2是一个5V转3.3V的芯片，所述低功耗电源电路32的输入端接入所述第一输出电源(5V电源)，所述低功耗电源电路32的输出端输出第二输出电源(3.3V电源)。由于微波传感器11采用的是主动式侦测，全天都会持续工作，功耗较大，为了降低整个产品的功耗，微波传感器11采用3.3V的工作电压，并且可以给微波传感器11使用脉冲供电方式，进一步降低功耗，传感器工作电流由5V持续供电时的30mA左右，降低到10mA以内，提高了产品的节能效率。

结合图4-5，本实施例的工作原理是：

1)关态取电(灯不亮，待机取电)：在可控硅Q4不导通、灯不亮的情况下取电，此时是市电火线L通过保险丝F1、保险电阻R23、整流桥BD1和产品外部灯具所连接的市电零线N形成回路，由BD1、CP1整流滤波出约300V直流电压，经U3、R24、CP3、L1、D1、D2、CP2组成的开关降压电路31输出稳定的DC 5V再由PU2稳压输出3.3V电压供整机工作。

2)开态取电(灯点亮)：在可控硅Q4导通之后，外部灯具点亮的情况下继续维持整个产品用电供应，此时由于可控硅Q4的控制极串联了两个稳压二极管ZD1、ZD2调节Q4导通，Q4未完全导通，此时在BD1、CP1上仍能整流滤波出足够的直流电压，此电压再经过开关降压电路31输出稳定的DC5V电压，再由PU2稳压输出3.3V电压供整机工作。

3)开灯/关灯控制：MCU给出高电平控制信号到三极Q3使其导通后控制光耦U4导通，从而控制Q4导通(外部灯具点亮)，反之，MCU给出低电平时，外部灯具灭灯。

本实施例取电采用单火控制方案，解决同功能零火线控制方式不能直接更换传统开关难题，相对于零火线同功能产品，不用另外布设零线(也避免了零线安装错位带来的意外损坏)，安装和普通开关一样方便(节省安装施工费用)；感应式开关，人进入房间灯具自动点亮，人离开后灯具自动熄灭；内置照度传感器白天/晚上自动区分，环境亮度够时不亮灯；前端传感器采用高性能微波传感器，灵敏度高，感应距离控制精准，抗干扰能力强，使用寿命长(>50000小时)；可根据用户使用环境调整微波传感器感应距离，满足不同使用环境的需求，无需联网，手机APP等外置匹配，及换及用。

实施例二

本实施例与实施例一不同之处在于所述单火线电源驱动电路3，参考图6，单火线电源驱动电路3包括整流桥、开关降压电路31、低功耗电源电路32。开关降压电路31、低功耗电源电路32的内部电路组成与实施例一部分相同，不再赘述。

开关降压电路31也是包括U3、R24、CP3、L1、D1、D2、CP2，所述灯具连接端J2经由一个整流二极管D3后连接所述开关降压电路31中U3的输入端，所述开关降压电路31的输入端和公共地之间还连接有滤波电容CP1，所述开关降压电路31的公共地连接整流桥的负输出端，所述整流桥的正输入端经由电阻R23、保险丝F1连接所述火线连接端J1，所述整流桥的负输入端连接至所稳压二极管ZD2与光耦U4之间，所述整流桥的两个输出端之间连接整流稳压电路，所述整流稳压电路包括稳压二极管ZD3，具体来说，所述整流桥的正输出端经由电阻R25连接所述稳压二极管ZD3的负极，所述稳压二极管ZD3的正极连接所述整流桥的负输出端，所述稳压二极管ZD3还并联有滤波电容CP4，所述开关降压电路31的输出端(即CP2的正极)经由一个单向电路(比如二极管D4)后与所述整流稳压电路的输出端经由一个单向电路(比如二极管D5)后共接并输出所述第一输出电源(即5V电源)。

本实施例中的所述可控硅Q4的导通角被设定为全导通，可控硅Q4不导通时，所述灯具连接端J2的电压全部输入到所述开关降压电路31，即由开关降压电路31输出5V电源；可控硅Q4导通时，所述灯具连接端J2的电压全部输入所述可控硅Q4，即此时开关降压电路31不再输出电压，而是改为由整流桥输出。

本实施例的工作原理是：

1)关态取电(灯不亮，待机取电)：在可控硅Q4不导通、灯不亮的情况下取电，此时市电零线N通过产品外部灯具、二极管D3整流、CP1滤波后加到后级由U3等器件组成的开关降压电路31，再由开关降压电路31的公共地经整流桥BD1中的一个二极管、R23电阻、F1保险丝与市电火线L形成回路。由U3等电路组成的开关降压电路31输出5V电压，再由PU2稳压输出3.3V电压供整机工作。

2)开态取电(灯点亮)：在可控硅Q4导通之后，外部灯具点亮的情况下继续维持整个产品用电供应，由于在Q4控制极连接了两个稳压二极管ZD1、ZD2，所以BD1还是存在足够的输入电压的，CP4正负极会有约5V电压，经D5加到PU2稳压后输出3.3V电压供整机工作。

3)开灯/关灯控制：MCU给出高电平控制信号到三极Q3使其导通后控制光耦U4导通，从而控制Q4导通(外部灯具点亮)，反之，MCU给出低电平时，外部灯具灭灯。

综上所述，本实用新型的微波感应式单火开关面板，具有以下有益效果：本实用新型的开关面板可以直接在将传统面板拆卸后直接安装上去，只需将面板中的火线连接端与传统开关中的火线连接、面板中的灯具连接端与传统开关中的灯具的火线接入端连接，即可投入使用，该开关面板可以感应环境亮度以及移动物体，并根据感应信号对所述灯具开关电路进行开关控制以实现所述灯具的开关，由于本实用新型通过单火线取电，无需另外布设零线，在原有的开关处即可实现家里灯光的智能化控制，有效节约成本和时间，非常实用，使用更便捷更稳定。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种微波感应式单火开关面板，其特征在于，包括火线连接端、灯具连接端、灯具开关电路、微波感应控制电路以及单火线电源驱动电路；

所述火线连接端用于与传统开关中的火线连接，所述灯具连接端用于与传统开关中的灯具的火线接入端连接；所述灯具开关电路连接于所述火线连接端和所述灯具连接端之间，受控于所述微波感应控制电路；所述微波感应控制电路用于感应环境亮度以及移动物体，并根据感应信号对所述灯具开关电路进行开关控制以实现所述灯具的开关；所述单火线电源驱动电路连接于所述火线连接端和所述灯具连接端之间，用于给所述灯具开关电路、微波感应控制电路供电。

2.根据权利要求1所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述灯具开关电路包括可控硅、可控硅稳压电路、光耦、三极管，所述三极管的控制端连接微波感应控制电路，所述三极管与光耦的发光器串联后共同接入所述单火线电源驱动电路的第一输出电源，所述可控硅连接于所述火线连接端、所述灯具连接端之间，所述可控硅的控制极经由所述可控硅稳压电路、光耦的受光器连接所述灯具连接端。

3.根据权利要求2所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述可控硅稳压电路包括两个稳压二极管，两个稳压二极管的正极连接在一起，两个稳压二极管的负极分别连接所述可控硅的控制极和所述光耦的受光器。

4.根据权利要求2所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述单火线电源驱动电路包括整流桥和开关降压电路，整流桥的正输入端连接所述火线连接端，整流桥的负输入端连接所述灯具连接端，所述开关降压电路的输入端连接所述整流桥的正输出端，所述开关降压电路的公共地连接所述整流桥的负输出端，所述开关降压电路的输出端输出所述第一输出电源；

所述可控硅的导通角被设定为部分导通，可控硅不导通时，所述灯具连接端的电压全部输入到所述整流桥；可控硅导通时，所述灯具连接端的电压部分输入所述可控硅、剩余部分输入到所述整流桥。

5.根据权利要求4所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述整流桥的两个输出端之间还连接有滤波电容。

6.根据权利要求2所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述单火线电源驱动电路包括整流桥和开关降压电路，所述灯具连接端连接所述开关降压电路的输入端，所述开关降压电路的公共地连接整流桥的负输出端，所述整流桥的正输入端连接所述火线连接端，所述整流桥的负输入端连接至所述可控硅稳压电路与光耦之间，所述整流桥的两个输出端之间连接整流稳压电路，所述开关降压电路的输出端经由一个单向电路后与所述整流稳压电路的输出端经由一个单向电路后共接并输出所述第一输出电源；

所述可控硅的导通角被设定为全导通，可控硅不导通时，所述灯具连接端的电压全部输入到所述开关降压电路；可控硅导通时，所述灯具连接端的电压全部输入所述可控硅。

7.根据权利要求6所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述灯具连接端经由一个整流二极管后连接所述开关降压电路的输入端，所述开关降压电路的输入端和公共地之间还连接有滤波电容；

所述整流稳压电路包括稳压二极管，所述整流桥的正输出端经由电阻连接所述稳压二极管的负极，所述稳压二极管的正极连接所述整流桥的负输出端，所述稳压二极管还并联有滤波电容。

8.根据权利要求4或6所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述微波感应控制电路包括用于感应环境亮度的照度传感器、用于感应移动物体的微波传感器以及用于根据所述照度传感器、微波传感器的感应信号对所述灯具开关电路进行开关控制的控制电路，所述照度传感器、微波传感器分别连接所述控制电路。

9.根据权利要求8所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述单火线电源驱动电路还包括用于将第一输出电源进行降压后输出第二输出电源给所述微波传感器的低功耗电源电路，所述低功耗电源电路的输入端接入所述第一输出电源，所述低功耗电源电路的输出端输出第二输出电源。

10.根据权利要求8所述的微波感应式单火开关面板，其特征在于，所述微波传感器包括振荡器、收发一体天线、接收器、混频器、滤波器、中频放大电路，所述振荡器、收发一体天线、接收器、混频器、滤波器、中频放大电路依次连接，且所述振荡器还连接所述混频器。

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